Zelf een zaklamp maken kan een intimiderend project lijken, en de voorbeelden online van op maat gemaakte, uit titanium gedraaide zaklampen met draaibank helpen niet bij die indruk. Een eenvoudige maar functionele zaklamp maken hoeft echter niet moeilijk te zijn. Deze zaklamp kan met een bescheiden budget worden gemaakt met algemeen verkrijgbare onderdelen en goedkoop gereedschap (de meeste zijn bij de bouwmarkt te koop). Het is een leuk project en ook een geweldige manier om te leren solderen en basiscircuits.
De hieronder beschreven stappen kunnen worden gebruikt om een enkele zaklamp voor de lol te maken, of om een workshop/klas te geven voor zomerkampen, beurzen, hackerspaces, jeugdprogramma’s, enzovoort. Er wordt gebruik gemaakt van een goedkope opbouw-LED en geen regelschakeling (de interne weerstand van de alkaline AA-batterijen is voldoende om de stroom naar de LED te beperken en te voorkomen dat hij doorbrandt). De behuizing is gemaakt van algemeen verkrijgbare koperen waterleiding en fittingen. Het schakelmechanisme is een inbusbout; draai hem vast om de stroomkring te voltooien en draai hem los om de stroomkring te onderbreken.
De enige andere benodigde materialen zijn wat krimpkous, wat draad, wat afvalplastic, en eventuele decoratieve elementen die u wilt toevoegen. Tot de benodigde gereedschappen behoren een buizensnijder, een butaanbrander, een metaalpons, een soldeerbout, een warmtepistool (of haardroger), een hamer, een inbussleutel, een schaar, een Exacto-mes en een tang. Ook moet u een veiligheidsbril of andere oogbescherming dragen, en een hittebestendige handschoen of een kleine bankschroef zou nuttig zijn.
Deel I: Voorbereiding
Als u dit project als workshop/klas wilt uitvoeren (vooral voor kinderen), wordt sterk aangeraden dat u deze stappen van tevoren uitvoert.
Snijd wat 1/2 inch nominale, type M koperen pijp in een stuk van 4-1/2 inch lengte met een buizensnijder. Het is zeer belangrijk dat u de juiste soort pijp krijgt; de binnendiameter van deze grootte/typecombinatie is enkel breed genoeg om in de AA-batterijen te passen die de flitslamp zullen aandrijven. Het is de moeite waard op te merken dat niets op een “1/2 inch nominale” pijp daadwerkelijk 1/2 inch meet; de binnendiameter is in dit geval in werkelijkheid ongeveer 0,569 inch. Verwijder na het snijden de bur (ribbel) aan de binnenkant van de pijp met schuurpapier en/of een Exacto mes (als u een Exacto mes gebruikt, druk dan niet te hard; u zou het blad kunnen verbrijzelen).
Soldeer een 1/2 inch nominaal bij 3/4 inch nominaal expansiekoppeling op één uiteinde van het stuk pijp. Dit wordt de kop van de zaklamp. Een soldeerbout genereert bij lange na niet genoeg hitte; u zult een butaanbrander of iets dergelijks moeten gebruiken (als u er nog geen hebt, kunt u een zaklamp/buizenreeks voor ongeveer $20 bij de ijzerhandel krijgen). Voordat u begint te solderen met de brander, moet u alle brandbare materialen uit de buurt verwijderen. De koppeling en de pijp zullen erg heet worden, dus zorg ervoor dat je ze niet met je blote hand kunt vasthouden terwijl je soldeert! Bereid de verbinding voor met loodgieter (zuur) vloeimiddel; zorg ervoor dat u dit na het solderen goed verwijdert. Terwijl de koppeling heet is, soldeert u ook het uiteinde van een paar centimeter vertinde, massief koperdraad aan de binnenkant van de koppeling. Hiermee kunt u later het lamphuis met de LED verbinden (het lamphuis gaat deel uitmaken van het circuit).
Selecteer twee roestvrijstalen #10-32 inbusschroeven (duimschroeven werken ook), de ene ongeveer 3/4 inch lang en de andere ongeveer 1/4 inch lang. Het gebruik van schroeven een paar maten groter of kleiner zal geen probleem zijn, zo lang als u de grootte van de gaten voor hen goed (zie hieronder).
Boor een gat in het midden van de bovenkant van een 1/2 inch nominale koperen pijpdop. Probeer de dop niet met uw vingers vast te houden; gebruik handschoenen, een klem, een bankschroef enz. Gebruik een boor met een iets kleinere diameter dan de schroefdraaddiameter van de schroeven die u gebruikt. Schuif de dop helemaal op het uiteinde van uw pijp (d.w.z. het uiteinde zonder de expansiekoppeling). Boor met dezelfde boor nog een gat door één kant van het kapje en door de pijp eronder. Neem het kapje van de pijp, en vergroot het gat in de zijkant van de pijp met een boor die groter is dan de schroefdraaddiameter van de schroeven die u gebruikt.
Je kunt het gat in de zijkant van de buis met de kortere schroef met brute kracht dichttappen (schroefdraad vormen). Laat eerst de schroefdraad in het koper ‘happen’ door de schroef met een lichte hamer in het gat te slaan. Draai de schroef vervolgens vast met een inbussleutel of een schroevendraaier met zeskantsleutel. Nadat je de schroef een paar keer in en uit hebt gedraaid, zou hij gemakkelijk genoeg moeten werken om met je vingers vast of los te draaien. Als je van plan bent om een groot aantal zaklampen te maken, zal een tap sleutel tijd besparen. Als je er maar één wilt maken, werkt deze methode prima en bespaar je de aanschaf van een ander gereedschap. Tik op dezelfde manier schroefdraad met de langere schroef in het eindgat van de kap. De korte schroef fungeert als een ‘stelschroef’ om de kap op de lamp te houden, terwijl de lange schroef uw schakelaar is.
Gebruik een kleine tang, buig een andere lengte van vertind koperdraad tot een platte spiraal met een rechte draad die uit het midden komt. De spiraal zou ongeveer 2/3 zo breed moeten zijn zoals de binnendiameter van de koperen pijp (de lengte van draad u nodig hebt zal afhangen van zijn diameter), en de rechte draad zou uit het midden van de spiraal ongeveer 1.75 tot 2 duim moeten komen. Dit spiraalvormige stuk draad zal de positieve poot van uw circuit zijn (het verbinden van de positieve batterij met de positieve LED).
De laatste voorbereidende stap is het uitknippen van enkele cirkels uit plastic platen. Eén cirkel moet een diameter hebben van 0,565 inch (net klein genoeg om in de koperen pijp te passen), met een gat in het midden dat net groot genoeg is om je vertinde draad in te passen. Een andere zou 0.874 duim in diameter moeten zijn (enkel klein genoeg om binnen het eind van de uitbreidingskoppeling te passen), en een andere zou 0.965 duim in diameter moeten zijn (de buitendiameter van de koppeling). Elk van deze zou uit vrij stijf plastiek moeten worden gesneden; het stuk met het gat in het midden zou minstens 0.060 duim dik moeten zijn; anderen kunnen zo dun zijn zoals 0.030 duim. Het stuk met een diameter van 0,965 duim moet worden gesneden uit doorzichtig mat plastic. Op die manier verspreidt het het licht van de LED en beschadig je niemands zicht als je het per ongeluk in zijn ogen schijnt. Omdat deze stukjes plastic zo klein zijn, kun je meestal afval van andere projecten gebruiken of zelfs dingen zoals plastic mosselschelpverpakkingen. De gemakkelijkste manier om cirkels te snijden is met een passnijder (of een snijmachine als je toegang hebt tot een); als je veel geduld hebt kun je gewoon een schaar en schuurpapier gebruiken om de diameters goed te krijgen.
Als u deel I helemaal wilt overslaan, kunt u ook gewoon een bouwpakket kopen.
Deel II: Eindmontage
Als u dit project als workshop/klas wilt uitvoeren, kunt u uw leerlingen de vaardigheden bijbrengen die nodig zijn om deze stappen te voltooien. Afhankelijk van de grootte van de klas en hun voorkennis, zullen de leerlingen tussen de 20 en 90 minuten nodig hebben om deze stappen uit te voeren.
Kies een kleur LED. U moet een LED gebruiken die is gemonteerd op een aluminium stroomregelbord met een diameter van 20 millimeter (of kleiner); de LED moet geschikt zijn voor ongeveer 3 volt en ten minste 3 watt.
Lijm de LED-printplaat op de plastic cirkel met een diameter van 0,874 inch (probeer hem in het midden te plaatsen). Nadat de lijm is opgedroogd, prik een gat door de LED-printplaat/plastic cirkel zo dicht mogelijk bij de LED (wees voorzichtig dat u niet op de LED prikt of deze bij de opwaartse slag kapot slaat; u kunt ze gemakkelijk breken). Probeer niet door een van de sporen (zichtbaar als verhoogde lijnen) te slaan die de LED verbinden met de soldeerpads op de LED printplaat. Als u een spoor moet doorprikken, markeer dan welk soldeerpunt u zojuist heeft losgemaakt. Gebruik een ander soldeereiland als u moet solderen aan een van de volgende stappen.
Gebruik een soldeerbout om de spiraal die u eerder heeft gemaakt aan elkaar te solderen. Vul alle openingen tussen de draden op met soldeer, zodat het een massieve schijf wordt.
Draad de draad van de spiraal die u zojuist hebt gesoldeerd door het gat in de plastic cirkel met een diameter van 0,565 inch. Gebruik een warmtepistool of föhn of een andere warmtebron om de (positieve) draad die is verbonden met de spiraal die u zojuist hebt gesoldeerd, te isoleren, evenals de (negatieve) draad die is verbonden met de behuizing van de zaklamp. Laat een klein stukje van het uiteinde van elke draad vrij; dit stelt u in staat om ze aan uw LED-printplaat te solderen.
Laat de plastic cirkel/draadspiraal van achteren door de behuizing van de zaklamp vallen, met de positieve draad naar voren gericht. De plastic cirkel zal grijpen waar de koperen pijp de koperen koppeling ontmoet, en de positieve draadkabel moet uit het midden van de voorkant van de zaklamp steken. Doe er nu 2 AA alkaline batterijen achteraan; doe er een stukje plakband of papier achter om het circuit te blokkeren. Plaats de staartdop over de batterijen, en draai zowel de ‘stelschroef’ als de ‘schakelschroef’ vast. Deze schijnassemblage zal de spiraal en de draadkabel op hun plaats houden terwijl u de positieve draad aan de LED soldeert.
Draad de positieve draad (verbonden met de spiraal) door het gat in de LED-printplaat/plastic cirkel en soldeer deze aan een positief pad op de LED-printplaat. Soldeer de negatieve draad (verbonden met de behuizing van de zaklamp) aan een negatief pad op het LED bord. De LED printplaat fungeert als een krachtig koellichaam, omdat het gemaakt is van aluminium. Dit is goed om te voorkomen dat de LED oververhit raakt, maar maakt het ook moeilijk om aan te solderen. Als u het soldeer niet goed kunt laten smelten en vloeien doordat de LED printplaat warmte wegzuigt, kunt u een sterkere soldeerbout gebruiken, of gewoon uw warmtepistool op de LED printplaat richten terwijl u soldeert. Dit zal de warmte-afgevende tendens van de LED-printplaat tegengaan.
Nu is het tijd om uw zaklamp te testen! Verwijder de tape/papier die het circuit blokkeert en zet de zaklamp weer in elkaar. Als je de schroef aan de achterkant vastdraait, zou dat het circuit moeten voltooien en je LED moeten laten branden. Als dat niet het geval is, controleer dat dan:
- de tape/papier van de batterijen verwijderd hebt
- de batterijen juist geplaatst zijn (positieve/platte kant naar de kop van de zaklamp toe, negatieve/platte uiteinde naar de staartdop)
- alle soldeerverbindingen zijn mechanisch sterk en maken goed elektrisch contact
- u heeft geen kortsluiting (waar positieve en negatieve geleiders direct met elkaar in verbinding staan)
- de LED is op de juiste manier gesoldeerd: negatieve draad van het lamphuis naar een negatief pad, positieve draad van de spiraal naar een positief pad
- je hebt geen gaatje gemaakt in het spoor van een van de pads waaraan je hebt gesoldeerd.
Als u uw LED getest heeft en werkt, doe dan de tape/papier terug (zodat de LED niet in uw ogen schijnt als u de zaklamp afmaakt), en doe de batterijen/staartdop terug op hun plaats. Duw nu voorzichtig de LED printplaat/plastic cirkel in de kop van de zaklamp. De batterijen en het kapje moeten op hun plaats zitten zodat je iets hebt om tegenaan te duwen. U zult de LED printplaat moeten kantelen om onder de plek te komen waar de negatieve draad aan de binnenkant van de lampkop is gesoldeerd. Zodra de LED-printplaat helemaal naar binnen is geduwd, neemt u alle speling in de draden en buigt u deze naar de zijkanten, zodat het licht van de LED niet wordt gehinderd.
De volgende stappen zijn optioneel; je kunt ze overslaan en gewoon de lens (je matte plastic cirkel) op de kop van de zaklamp lijmen. Dat gezegd hebbende, zonder versiering of kleur lijkt de zaklamp een beetje op een pijpbom, dus het is waarschijnlijk geen goed idee om hem op die manier rond te dragen.
Nu kunt u uw zaklamp versieren! Omwikkel hem met gekleurd plakband, schilder hem, wikkel er draad omheen om een ‘handvat’ te maken, kerf er patronen in; doe wat je maar wilt om hem een persoonlijk tintje te geven en hem helemaal van jou te maken. Als je klaar bent, gebruik je een stuk doorzichtige krimpkous met een diameter van 1 inch om je versieringen op hun plaats te houden en de lens van de zaklamp (je gematteerde plastic cirkel) op zijn plaats te houden. Plaats de lens over de kop van de zaklamp en schuif de krimpkous over beide, zodat hij ongeveer een halve centimeter buiten de lens uitsteekt. Gebruik uw warmtepistool om de laatste twee centimeter van de krimpkous gelijkmatig te verwarmen, zodat de kop wordt omhuld. Als je het hittepistool lang gebruikt, wordt het lamphuis te heet om met je blote handen vast te houden, dus houd een handschoen of lap bij de hand om het vast te houden. Maak de krimpkous die aan het uiteinde van de kop uitsteekt vrij heet zodat hij zacht en buigzaam wordt, druk de kop dan tegen een glad oppervlak tot hij afgekoeld is. De kop moet nu plat tegen de lens liggen.
Krimp de rest van de krimpkous op de behuizing van de zaklamp. Als de krimpkous de staartkap overlapt, knipt u de overlappende krimpkous af. Of, krimp het lamphuis en de lampvoet, en wanneer het is afgekoeld snijdt u met een Exacto mes een lijn rond het uiteinde van de lampvoet zodat u deze er nog af kunt halen (snij ook een gat voor de stelschroef). Uw zaklamp is compleet!
